云計(jì)算在教育中的應(yīng)用

汪萃萃 黃志芳 趙呈領(lǐng)

摘要 云計(jì)算是在分布式計(jì)算、并行處理和網(wǎng)格計(jì)算的基礎(chǔ)上提出的一種新型計(jì)算模型,它提供強(qiáng)大的計(jì)算能力、安全的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和包括軟件即服務(wù)在內(nèi)的7種商業(yè)服務(wù)。將云計(jì)算應(yīng)用于教育,將會(huì)給教育帶來(lái)重大的變革。介紹云計(jì)算的概念、特點(diǎn)和商業(yè)形式,并且著重分析在教育中應(yīng)用云計(jì)算的優(yōu)勢(shì)以及存在的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞 云計(jì)算;教育;軟件即服務(wù);移動(dòng)學(xué)習(xí)

中圖分類號(hào):G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-489X(2009)24-0009-03

Analyzing Applications of Cloud Computing in Education//Wang Cuicui, Huang Zhifang, Zhao Chengling

Abstract Cloud Computing is a new kind of computing pattern which is based on distributed computing, parallel processing and grid computing. It provides computing power, secure data storage and seven kinds of business services. It will bring significant changes that Cloud Computing is applied to education. This paper introduces the concept, features and business forms of Cloud Computing, and focus on an analysis of Cloud Computing will be used in the field of education has brought us the advantages and problems.

Key words Cloud Computing; education; SaaS; m-learning

Authors address Department of Information Technology, Huazhong Normal University, Wuhan, 430079, China

從2008年開(kāi)始,“云計(jì)算”已經(jīng)成為IT業(yè)最熱門的詞語(yǔ)。隨著谷歌、亞馬遜、IBM等重量級(jí)IT企業(yè)紛紛推出各自的云計(jì)算平臺(tái)、服務(wù)及產(chǎn)品,越來(lái)越多的用戶感受到云計(jì)算的強(qiáng)大。很多人認(rèn)為,它是IT界未來(lái)發(fā)展的方向,它可以為人們帶來(lái)很多實(shí)惠與方便,它的各項(xiàng)服務(wù)為提供商帶來(lái)巨大的商業(yè)價(jià)值,并且擁有未來(lái)發(fā)展的大好前景。那么,將云計(jì)算引入教育,將會(huì)是怎樣一種情況呢?它將給教育帶來(lái)怎樣的變革呢?

1 “云計(jì)算”概述

1.1 定義所謂“云計(jì)算”(Cloud Computing),就是分布式處理、并行處理和網(wǎng)格計(jì)算的發(fā)展,或者說(shuō)是這些計(jì)算機(jī)科學(xué)概念的商業(yè)實(shí)現(xiàn)。簡(jiǎn)言之,它將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于云上、軟件和服務(wù)置于云中、構(gòu)筑于各種標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議之上,可以通過(guò)各種設(shè)備獲得。

在云計(jì)算的模式中,用戶所需的應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)并不運(yùn)行和保存在用戶的個(gè)人電腦、手機(jī)等終端設(shè)備上,而是運(yùn)行和保存在互聯(lián)網(wǎng)上大規(guī)模的服務(wù)器集群中。提供云計(jì)算服務(wù)的企業(yè)負(fù)責(zé)管理和維護(hù)這些數(shù)據(jù)中心的正常運(yùn)轉(zhuǎn),保證足夠強(qiáng)的計(jì)算能力和足夠大的存儲(chǔ)空間可供用戶使用。而用戶只需要在任何時(shí)間、任何地點(diǎn),用任何可以連接至互聯(lián)網(wǎng)的終端設(shè)備訪問(wèn)這些服務(wù)即可。

1.2 云計(jì)算的商業(yè)形式云計(jì)算的主要商業(yè)形式有7種。1)軟件即服務(wù)(SaaS)。云計(jì)算將軟件作為一種在線服務(wù)來(lái)提供,通過(guò)瀏覽器把程序傳給用戶。在用戶看來(lái),可以省去在服務(wù)器和軟件授權(quán)上的開(kāi)支;在供應(yīng)商看來(lái),只需要維持一個(gè)程序,能夠減少成本。2)實(shí)用計(jì)算(Utility Computing)。云計(jì)算為IT行業(yè)創(chuàng)造虛擬的數(shù)據(jù)中心,使其能夠把內(nèi)存、I/O設(shè)備、存儲(chǔ)和計(jì)算能力集中起來(lái)成為一個(gè)虛擬的資源池來(lái)為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)。3)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。提供API,讓開(kāi)發(fā)者能夠開(kāi)發(fā)更多基于互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用,而不是提供單機(jī)程序。4)平臺(tái)即服務(wù)(PaaS)。把開(kāi)發(fā)環(huán)境作為一種服務(wù)來(lái)提供。用戶可以使用中間商的設(shè)備來(lái)開(kāi)發(fā)自己的程序,并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和其服務(wù)器傳到用戶手中。5)管理服務(wù)提供商(MSP)。這種應(yīng)用更多的是面向IT行業(yè)而不是終端用戶,常用于郵件病毒掃描、程序監(jiān)控等。6)商業(yè)服務(wù)平臺(tái)。SaaS和MSP的混合應(yīng)用,該類云計(jì)算為用戶和提供商之間的互動(dòng)提供一個(gè)平臺(tái)。比如用戶個(gè)人開(kāi)支管理系統(tǒng),能夠根據(jù)用戶的設(shè)置來(lái)管理其開(kāi)支并協(xié)調(diào)其訂購(gòu)的各種服務(wù)。7)互聯(lián)網(wǎng)整合。將互聯(lián)網(wǎng)上提供類似服務(wù)的公司整合起來(lái),以便用戶能夠更方便地比較和選擇自己的服務(wù)供應(yīng)商。

1.3 云計(jì)算的特點(diǎn)

1)云計(jì)算提供最安全可靠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心,用戶不用擔(dān)心數(shù)據(jù)丟失、病毒入侵等麻煩。當(dāng)文檔保存在類似Google Docs的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)上,當(dāng)把自己的照片上傳到類似Google Picasa Web的網(wǎng)絡(luò)相冊(cè)里,就再也不用擔(dān)心數(shù)據(jù)的丟失或損壞。因?yàn)樵凇霸啤钡牧硪欢?有全世界最專業(yè)的團(tuán)隊(duì)來(lái)管理信息,有全世界最先進(jìn)的數(shù)據(jù)中心來(lái)保存數(shù)據(jù)。同時(shí),嚴(yán)格的權(quán)限管理策略可以使用戶放心地與指定的人共享數(shù)據(jù)。這樣不用花錢就可以享受到最好、最安全的服務(wù),甚至比在銀行里存錢還方便。

2)云計(jì)算對(duì)用戶端的設(shè)備要求最低,使用起來(lái)也最方便。只要有一臺(tái)可以上網(wǎng)的電腦,有一個(gè)瀏覽器,就可以在瀏覽器中鍵入U(xiǎn)RL,然后盡情享受云計(jì)算帶來(lái)的無(wú)限樂(lè)趣。用戶可以在瀏覽器中直接編輯存儲(chǔ)在“云”的另一端的文檔,可以隨時(shí)與朋友分享信息,再也不用擔(dān)心軟件是否是最新版本,再也不用為軟件或文檔染上病毒而發(fā)愁。因?yàn)樵凇霸啤钡牧硪欢?有專業(yè)的IT人員在維護(hù)硬件,安裝和升級(jí)軟件,防范病毒和各類網(wǎng)絡(luò)攻擊,在做用戶以前在個(gè)人電腦上所做的一切。

3)云計(jì)算可以實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備間的數(shù)據(jù)與應(yīng)用共享。在云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式中,數(shù)據(jù)只有一份,保存在“云”的另一端,用戶的所有電子設(shè)備只需要連接互聯(lián)網(wǎng),就可以同時(shí)訪問(wèn)和使用同一份數(shù)據(jù),從而輕松實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備間的數(shù)據(jù)與應(yīng)用共享。

4)云計(jì)算為人們使用網(wǎng)絡(luò)提供幾乎無(wú)限多的可能,為存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)提供幾乎無(wú)限多的空間,也為完成各類應(yīng)用提供幾乎無(wú)限強(qiáng)大的計(jì)算能力。離開(kāi)云計(jì)算,單單使用個(gè)人電腦或手機(jī)上的客戶端應(yīng)用,是無(wú)法享受這些便捷的。個(gè)人電腦或其他電子設(shè)備不可能提供無(wú)限量的存儲(chǔ)空間和計(jì)算能力,但在“云”的另一端,由數(shù)千臺(tái)、數(shù)萬(wàn)臺(tái)甚至更多服務(wù)器組成的龐大的集群卻可以輕易地做到這一點(diǎn)。個(gè)人和單個(gè)設(shè)備的能力是有限的,但云計(jì)算的潛力卻幾乎是無(wú)限的。

2 云計(jì)算應(yīng)用于教育的優(yōu)勢(shì)

2.1 云計(jì)算大大降低學(xué)校教育資源建設(shè)中的軟硬件成本目前,各級(jí)大中小學(xué)都配備大量的計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,但是隨著機(jī)器的更新?lián)Q代,學(xué)校常常要花一大筆經(jīng)費(fèi)來(lái)購(gòu)買新的計(jì)算機(jī)。這樣就有很多早期的存儲(chǔ)容量比較小的計(jì)算機(jī)會(huì)被學(xué)校淘汰。有了“云計(jì)算”,學(xué)校就可以繼續(xù)使用這些舊的計(jì)算機(jī),從而大大降低學(xué)校教育資源建設(shè)中的硬件成本。因?yàn)樵朴?jì)算對(duì)用戶端的設(shè)備要求最低,只要擁有可以上網(wǎng)的終端設(shè)備、一個(gè)瀏覽器,將終端設(shè)備接入Internet即可實(shí)現(xiàn)想做的任何事情。這是由于云計(jì)算擁有實(shí)用計(jì)算服務(wù),即它能為人們創(chuàng)造虛擬的數(shù)據(jù)中心,把分布在大量的分布式計(jì)算機(jī)上的內(nèi)存、存儲(chǔ)和計(jì)算能力集中起來(lái)成為一個(gè)虛擬的資源池,并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)為用戶提供服務(wù)。

同樣,云計(jì)算還具有軟件即服務(wù)這種商業(yè)形式,所以不必再花費(fèi)大量資金來(lái)購(gòu)買商業(yè)軟件授權(quán)。云服務(wù)已經(jīng)提供一些常用的應(yīng)用軟件如辦公軟件、電子郵件系統(tǒng)等,它們收費(fèi)低廉,有的甚至是免費(fèi)。并且,在“云”的另一端,有專業(yè)的IT人員幫忙維護(hù)硬件,安裝和升級(jí)軟件,所以不用擔(dān)心使用的應(yīng)用軟件是否是最新版本。

2.2 隨時(shí)隨地可以進(jìn)行教學(xué)活動(dòng),促進(jìn)移動(dòng)學(xué)習(xí)移動(dòng)學(xué)習(xí)是在任何時(shí)間、任何地點(diǎn),以任何方式學(xué)習(xí)任何內(nèi)容的一種新的學(xué)習(xí)方式,它主要利用無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及無(wú)線移動(dòng)通信設(shè)備(如移動(dòng)電話)、個(gè)人數(shù)字助理(如PDA、Pocket PC)等獲取教育信息、教育資源和教育服務(wù)。有了云計(jì)算,就可以更好地促進(jìn)移動(dòng)學(xué)習(xí),隨時(shí)隨地進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)。學(xué)生在任何時(shí)間、任何地點(diǎn),想學(xué)習(xí)教師講過(guò)的知識(shí),就可以打開(kāi)手機(jī)、PDA或者筆記本電腦,在線查看教師的電子教案或視頻教學(xué);教師也可以將教學(xué)任務(wù)帶回家做,只要打開(kāi)可以上網(wǎng)的終端設(shè)備即可。因?yàn)樗械臄?shù)據(jù)都存儲(chǔ)在云端,用戶可以隨時(shí)隨地利用這些想要的資源。

2.3 保證學(xué)校師生的數(shù)據(jù)安全用戶的電腦、移動(dòng)硬盤經(jīng)常容易中病毒,帶來(lái)很多不便。學(xué)校的機(jī)房更是病毒的發(fā)源地,只要一臺(tái)電腦中毒,所有的電腦都不可幸免。學(xué)生做過(guò)的重要作業(yè)可能會(huì)丟失,重要數(shù)據(jù)甚至被毀壞。有些病毒甚至連殺毒軟件都對(duì)它們無(wú)能為力。云計(jì)算可以為學(xué)校提供可靠和安全的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心。云計(jì)算服務(wù)將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在“云”端,由云計(jì)算服務(wù)提供商提供專業(yè)、高效和安全的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。因此,學(xué)校使用云計(jì)算,大大保證師生的數(shù)據(jù)安全,師生無(wú)需再擔(dān)心病毒和黑客的侵襲以及由硬件損壞所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失問(wèn)題。

2.4 更有利于實(shí)現(xiàn)教育信息資源的共享和共建目前我國(guó)各級(jí)教育行政機(jī)構(gòu)、學(xué)校和教育企業(yè)已經(jīng)建設(shè)大量的教育信息資源,并且還在建設(shè)更多的教育信息資源。將云計(jì)算應(yīng)用于教育,可以將教育信息資源存儲(chǔ)在“云”上,這樣更有利于實(shí)現(xiàn)教育信息資源的共享。各個(gè)教育機(jī)構(gòu)或信息資源建設(shè)人員也可以利用云計(jì)算所提供的強(qiáng)大的協(xié)同工作能力實(shí)現(xiàn)教育信息資源的共建。云計(jì)算擴(kuò)展性非常強(qiáng),多個(gè)學(xué)校將現(xiàn)有的教育信息資源共同加入到一個(gè)“云”中,就可以減少單個(gè)院校的資金和時(shí)間上的投入,并實(shí)現(xiàn)真正意義上的資源共享。

3 云計(jì)算應(yīng)用于教育的問(wèn)題

雖然利用云計(jì)算的特點(diǎn),將云計(jì)算應(yīng)用于教育中會(huì)有很大的優(yōu)勢(shì),但同時(shí)它也存在一些問(wèn)題值得思考。

3.1 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)問(wèn)題由于云計(jì)算是基于網(wǎng)絡(luò)的,因此它對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬等的基礎(chǔ)建設(shè)必定有較高的要求。云計(jì)算對(duì)硬件要求很低,所以它必然要犧牲網(wǎng)絡(luò)傳輸速度。為了追求較快的響應(yīng)速度,用于鋪設(shè)專線的費(fèi)用將是一個(gè)不小的數(shù)字。

3.2 公共標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)安全問(wèn)題至今為止,云計(jì)算還沒(méi)有出臺(tái)一個(gè)正式的開(kāi)放的公共標(biāo)準(zhǔn)。如果沒(méi)有一個(gè)公共標(biāo)準(zhǔn),那么用戶的應(yīng)用程序就可能出現(xiàn)在不同的云計(jì)算平臺(tái)上不兼容的問(wèn)題。制定云計(jì)算的公共標(biāo)準(zhǔn)并非易事,因?yàn)樗婕案鱾€(gè)公司的利益協(xié)調(diào)以及牽涉到各家技術(shù)的互通。要想推動(dòng)云計(jì)算健康發(fā)展,就必須要有開(kāi)放的云計(jì)算公共標(biāo)準(zhǔn)。

另外,雖然云計(jì)算的數(shù)據(jù)對(duì)外具有較高的安全性,但用戶把自己加密的數(shù)據(jù)連同應(yīng)用程序都放在云計(jì)算運(yùn)營(yíng)公司仍感不安全,用戶根本不知道自己的數(shù)據(jù)存放在哪個(gè)具體的地方。而且云計(jì)算等新興技術(shù)必然會(huì)引起黑客攻擊浪潮。現(xiàn)在,黑客已經(jīng)開(kāi)始通過(guò)攻擊Facebook和Linked In來(lái)獲取個(gè)人信息。所以安全問(wèn)題也是亟待解決的一個(gè)重要問(wèn)題。

3.3 投資經(jīng)費(fèi)問(wèn)題將云計(jì)算引入教育中,的確可以節(jié)省很大一筆開(kāi)支,比如軟硬件維護(hù)等。但是,網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)以及技術(shù)人才人力等,這些都需要巨大的投資經(jīng)費(fèi)。并且云計(jì)算是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的服務(wù),它的使用模式是按需付費(fèi)的,因此在使用過(guò)程當(dāng)中的投資經(jīng)費(fèi)問(wèn)題也不可小看。

4 結(jié)束語(yǔ)

云計(jì)算憑借它的優(yōu)點(diǎn)和各項(xiàng)服務(wù)已經(jīng)勢(shì)不可擋地來(lái)到人們身邊,一個(gè)新的時(shí)代——云計(jì)算時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。盡管云計(jì)算應(yīng)用于教育,有利也有弊,但筆者相信,云計(jì)算一定會(huì)對(duì)教育領(lǐng)域產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的影響。云計(jì)算今后如何影響教育的發(fā)展,如何充分發(fā)揮它在教育領(lǐng)域的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),還需要有充足的時(shí)間在實(shí)踐中進(jìn)行驗(yàn)證。

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